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Asteroidenbergbau zur Gestaltung der Zukunft unseres Reichtums

Was braucht es, um den Asteroidenabbau Wirklichkeit werden zu lassen und was liegt in der Zukunft?

Es wurde gesagt, dass die ersten Billionäre der Welt diejenigen sein werden, die ihr Vermögen im Bergbau verdienen ... Asteroidenbergbau! Im Laufe der Jahre wurde diese Möglichkeit von Leuten wie dem berühmten Futuristen Peter Diamandis, dem Astrophysiker Neil deGrasse Tyson und vorausgesagtFinanzunternehmen Goldmann Sachs.

Während das Konzept seit Jahrzehnten Science-Fiction ist, wurde es erst in den letzten Jahren als ernsthafte Möglichkeit angesehen. Dies hatte zur Gründung von Asteroiden-Bergbauunternehmen und zur Verabschiedung von Gesetzen geführt, die dies anerkennendas Recht von Unternehmen, weltraumgestützte Ressourcen zu suchen, zu beanspruchen und zu extrahieren.

Da jetzt mehrere Unternehmen zum ausdrücklichen Zweck der Prospektion, Exploration und des Bergbaus von Asteroiden auftauchen, ist es klar, dass sich die Idee vom Bereich der Science-Fiction in die Welt der wissenschaftlichen Fakten verlagert.

VERBINDUNG: WASSERLAGERMINERALE AUF ASTEROID BENNU GEFUNDEN

Aber wie stehen die Chancen, dass jemand ein lebensfähiges Asteroiden-Bergbaugeschäft aufbaut? Wann könnte dies ein fester Bestandteil unserer Wirtschaft werden? Am wichtigsten ist, dass wir dies tun können oder sollten?

Was sind Asteroiden?

Um diese Frage zu beantworten, erscheint eine kleine Auffrischung der Geschichte des Sonnensystems angebracht. Vor ungefähr 4,6 Milliarden Jahren bildete sich unsere Sonne aus einem Nebel aus Gas und Staub, der im Zentrum einen Gravitationskollaps erlebte.

Nach einem gängigen Modell, das den größten Teil des Materials aus dem Solarnebel verbraucht hatte, bildete sich der Rest des Gases und Staubes zu einer großen, flachen Scheibe um den Sonnenäquator - einer zirkumsolaren Akkretionsscheibe. In den nächsten Äonen war dies der FallScheibe kondensierte allmählich an Ort und Stelle, um die Planeten zu bilden.

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Asteroiden sind nach unseren aktuellen astronomischen Modellen das Material, das bei der Bildung des Sonnensystems übrig geblieben ist. In dieser Hinsicht haben sich Asteroiden und Planeten wie die Erde aus denselben Ausgangsmaterialien gebildet.

Auf der Erde zog die Schwerkraft die meisten schwereren Elemente wie Eisen und Nickel während des Achäischen Zeitalters in den Kern - vor ungefähr dreieinhalb Milliarden Jahren. Durch diesen Prozess wurde die Kruste von einem Großteil ihrer Schwermetalle und schwereren Elemente befreit.

Ein Modell vermutet, dass es während der schweren Bombardierungsperiode ungefähr Vor 4,1 bis 3,8 Milliarden Jahren kollidierte eine unverhältnismäßig hohe Anzahl von Asteroiden mit den terrestrischen Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars.

Bennu und andere Asteroiden. Quelle : NASA

Diese Auswirkungen hätten dann Die abgereicherte Kruste wurde erneut mit Metallen wie Eisen, Nickel, Gold, Kobalt, Mangan, Molybdän, Osmium, Palladium, Platin, Rhenium, Rhodium, Ruthenium und Wolfram infundiert. Andere Forscher vermuteten, dass der Beschuss über einen längeren Zeitraum konstant warZeit.

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Warum meine Asteroiden?

Das Argument für den Asteroidenabbau ist einfach: Innerhalb des Sonnensystems gibt es unzählige Körper, die eine Fülle von Mineralien, Erzen und flüchtigen Elementen enthalten könnten, die für die Wirtschaft der Erde wesentlich sind.

Asteroiden, wie wir oben gesehen haben, sind vermutlich das Material, das bei der Bildung des Sonnensystems übrig geblieben ist. Daher wird angenommen, dass viele Asteroiden Zusammensetzungen haben, die denen der Erde und der anderen felsigen Planeten ähnlich sind Merkur,Venus und Mars.

Insgesamt gibt es allein im inneren Sonnensystem vermutlich mehr als 150 Millionen Asteroiden, und das sind nur diejenigen, die einen Durchmesser von 100 Metern oder mehr haben.

Diese können in drei Hauptgruppen unterteilt werden: C-Typ, S-Typ und M-Typ, die Asteroiden entsprechen, die größtenteils aus Ton und Silikaten, Silikaten und Nickel-Eisen sowie Metallen bestehen. Etwa 75%fallen in die Kategorie des C-Typs; S-Typen machen 17% aus, während M-Typ und andere Typen den Rest ausmachen.

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Es wird angenommen, dass diese beiden letztgenannten Gruppen reichlich Mineralien enthalten, darunter Gold, Platin, Kobalt, Zink, Zinn, Blei, Indium, Silber, Kupfer, Eisen und verschiedene Seltenerdmetalle. Seit Jahrtausenden werden diese Metalle abgebautdie Erdkruste und waren wesentlich für den wirtschaftlichen und technologischen Fortschritt.

Darüber hinaus wird angenommen, dass es viele Asteroiden und Kometen gibt, die Wassereis und andere flüchtige Stoffe Ammoniak, Methan usw. enthalten. Wassereis könnte geerntet werden, um den wachsenden Bedarf an Süßwasser auf der Erde zu decken, vom Trinken bis zum TrinkenBewässerung und Hygiene.

Flüchtige Materialien könnten auch als Quelle für chemische Treibmittel wie Hydrazin verwendet werden, wodurch weitere Explorations- und Bergbauunternehmen erleichtert werden. Planetenressourcen zeigt an, dass es ungefähr gibt 2,2 Billionen US-Tonnen 2 Billionen Tonnen von Wassereis im Sonnensystem.

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Dies wirft natürlich die offensichtliche Frage auf: Wäre es nicht wirklich teuer, all diesen Bergbau zu betreiben? Warum nicht einfach weiterhin auf die Erde als Quelle für Edelmetalle und Ressourcen vertrauen und einfach lernen, sie besser zu nutzen?

Um es einfach auszudrücken, wir haben keine Ressourcen mehr. Um klar zu sein, ist es immer die wichtigste Idee, zu lernen, wie wir unsere Ressourcen besser und nachhaltiger nutzen können. Und obwohl es sicher stimmt, dass der Abbau auf der Erde weitaus billiger ist als der Betriebzu Raum wäre, dass dies möglicherweise nicht auf unbestimmte Zeit der Fall ist.

Eine Robotermission, die einen Felsbrocken von einem Asteroiden holt. Quelle : NASA

Abgesehen von der Tatsache, dass Mineralien und Eis außerhalb der Welt für die Wirtschaft der Erde von erheblichem Wert wären, führt der wachsende Verbrauch dazu, dass unsere Reserven langsam erschöpft werden.

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In der Tat nach einige Schätzungen Es ist möglich, dass unserem Planeten in den nächsten 50 bis 60 Jahren die Schlüsselelemente ausgehen, die für die moderne Industrie und Lebensmittelproduktion benötigt werden. Dies allein ist ein ziemlich guter Anreiz, das scheinbar unerschöpfliche Angebot an lokalisierten Elementen zu erschließenoff-world.

Außerdem hat die Erweiterung der Ressourcenbasis der Menschheit über die Erde hinaus viele Vorteile. Hier auf der Erde belastet der Bergbau die natürliche Umwelt erheblich. Abhängig von den verwendeten Methoden kann dies zu Erosion, Dolinen und Lebensraum führenZerstörung und Zerstörung des einheimischen Tier- und Pflanzenlebens.

Es gibt auch die Gefahren eines giftigen Abflusses und der Kontamination von Boden, Grundwasser und Oberflächenwasser, die eine Gefahr für den Menschen sowie für die Tierwelt und die natürliche Umwelt darstellen. Was das Schmelzen, die Bearbeitung und die Herstellung betrifft, sind die Umweltschädendas Ergebnis ist gut dokumentiert.

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In Kombination mit der Stromerzeugung sind diese industriellen Prozesse einige der führende Mitwirkende zur Luft- und Wasserverschmutzung. Durch die Verlagerung dieser Belastungen aus der Welt könnte die Menschheit die Auswirkungen eines solchen Bergbaus auf die natürliche Umwelt drastisch verringern.

Künstlerische Darstellung eines Roboter-Raumfahrzeugs, das den Asteroiden Psyche umkreist. Quelle : NASA

Methoden

Bevor mit dem Asteroidenabbau begonnen werden kann, muss "Asteroiden gesucht" werden. Kurz gesagt, Asteroiden müssen zuerst identifiziert, katalogisiert und auf den Wert ihrer Mineralien und Ressourcen untersucht werden.

2012 gab die NASA ein Projekt namens in Auftrag. Roboter-Asteroiden-Prospektor RAP, mit dem die Machbarkeit des Asteroidenabbaus bewertet werden soll. Sie identifizierten vier verschiedene Klassen von Asteroidenmissionen, die mit konventioneller Technologie möglich wären oder die sich bereits in der Entwicklung befinden.

Dazu gehörten Prospektion, Bergbau / Bergung, Verarbeitung und Transport. Prospektion, der logische erste Schritt, umfasst die Untersuchung und Identifizierung von Asteroiden, die gute wirtschaftliche Renditen erzielen könnten.

Eine Zusammenfassung der Funktionsweise der Prospektion finden Sie unter Roadmap zur Weltraumsiedlung 3. Aufl. 2018, produziert von der National Space Society NSS. Teil 5: Asteroidenabbau und Siedlungen im Orbitalraum :

„Teleskopische Beobachtungen identifizieren Asteroiden zunächst als erdnahe Objekte Near Earth Objects, NEOs, erdbedrohliche NEOs, Hauptgürtel-Asteroiden und andere Orbitalgruppen. Erste Robotermissionen zu NEO-Asteroiden von kommerziellem Interesse bestätigen die Größe und Zusammensetzung verschiedener Arten von Asteroidenals felsig, metallisch oder kohlenstoffhaltig und identifizieren die tatsächliche Menge an Mineralien auf jedem. ”

„Die Sonden schätzen auch die Struktur der Asteroiden als scheinbare„ Trümmerhaufen “aus losen Fragmenten oder aus festem, nicht gebrochenem Gestein und Metall. Einige Missionen bringen möglicherweise tatsächliche Proben von Asteroidenmaterial zur Analyse zurück.All diese Informationen werden den Regierungen bei der Planung der planetaren Verteidigung gegen bedrohliche NEOs helfen und den Bergbauunternehmen helfen, zu entscheiden, auf welche Asteroiden sie sich konzentrieren sollen. “

Das Multi-Mission Space Exploration Vehicle MMSEV als Rover oder als Raumfahrzeug. Quelle : NASA

Der nächste Schritt, der eigentliche Abbau der Asteroiden, würde den Bau einer beträchtlichen Menge an Infrastruktur im Low Earth Orbit LEO und darüber hinaus erfordern, um den Betrieb zu unterstützen.

Für den Anfang müsste eine Flotte von Bergbaurobotern und -transportern gebaut werden, die in der Lage sind, Erz und Ressourcen aus erdnahen Objekten Near-Earth Objects, NEOs zu extrahieren und zur Erde zurückzuschleppen.

Der kostengünstigste Weg, dies zu tun, wäre wahrscheinlich, sie im Weltraum zu bauen, was auf Montageplattformen geschehen könnte, auf denen automatisierte Roboter Bergbau- und Transportschiffe bauen und reparieren könnten.

Eine Reihe von Orbitalplattformen, auf denen Schiffe andocken, Erze und andere Ressourcen abladen und tanken können, wäre ebenfalls erforderlich. Sobald der Bergbau über die NEO hinausgeht, müssten diese Plattformen auch weiter außen gebaut werden.

Letztendlich müssten solche Plattformen wahrscheinlich in Umlaufbahnen um den Mond, den Mars und den Asteroidengürtel oder überall dort aufgestellt werden, wo Bergbauarbeiten stattfinden. Es wäre auch ratsam, Gießereien dort zu bauen, wo der Bergbau stattfindetdass Mineralien im Weltraum verarbeitet werden können.

Der Bau und die Wartung dieser Infrastruktur umfassen einen Prozess namens In-situ-Ressourcennutzung ISRU. Dies beinhaltet die Verwendung lokal geernteter Materialien für die Herstellung von Notwendigkeiten wie Treibmittel, Komponenten für umlaufende Plattformen, Sauerstoff und sogar den Bau von Raumfahrzeugen.

Dies würde nicht nur den Bergbau vereinfachen, sondern auch zu drastisch niedrigeren Kosten führen.

Künstlerische Darstellung einer Asteroiden-Bergbaumission zu einem erdnahen Asteroiden. Quelle : NASA

Sobald die Prospektion abgeschlossen und die Infrastruktur erstellt ist, kann der Abbauprozess beginnen. Es gibt mehrere mögliche Techniken das verwendet werden kann, von einfacher bis sehr futuristisch.

Dazu gehört der Tagebau, bei dem Mineralien von einem Raumfahrzeug mit Schaufeln, Netzen und Auguren entfernt werden können. Der Schachtabbau ist eine weitere Möglichkeit, bei der mit Bohrern ausgestattete Raumfahrzeuge in Asteroiden bohren, um die darin enthaltenen Materialien zu extrahieren.

Eine andere Idee ist es, Asteroiden in Netzen einzufangen und sie dann näher an die Erde zu schleppen. Sobald sie sich in der Mond- oder erdnahen Umlaufbahn LEO befinden, könnten sie von kleineren Extraktionsraumfahrzeugen abgebaut werden, die die Ressourcen dann zu umlaufenden Plattformen transportieren würden.

Dampfantrieb ist eine andere Methode, die für den Asteroidenabbau vorgeschlagen wurde. In diesem Fall würde ein Roboter-Raumschiff den Sauerstoff in Wassereis ernten, um Treibmittel herzustellen, was ihnen einen gewissen Grad an Selbstversorgung und die theoretische Fähigkeit gibt, unbegrenzt abzubauen.

Das Anwenden von Wärme auf Asteroiden und das anschließende Sammeln der Erze oder Eis beim Abschmelzen ist eine weitere mögliche Methode, ebenso wie die chemische Trennung. Am oberen Ende des Technologiebaums werden selbstreplizierende Roboter zum Ernten von Ressourcen verwendet.

Dieses Konzept wurde erstmals 1980 in einer NASA-Studie mit dem Titel " untersucht. Erweiterte Automatisierung für Weltraummissionen , " was die Schaffung einer automatisierten Fabrik auf dem Mond vorschlug. Diese Fabrik würde lokale Ressourcen verwenden, um eine Kopie von sich selbst zu erstellen, während die komplexeren Komponenten von der Erde importiert würden.

Im Laufe vieler Jahre könnten die Fabriken exponentiell wachsen und Mineralerze, Helium-3 und andere Ressourcen fördern und verarbeiten. Dieses Konzept könnte auch auf den Asteroidenabbau angewendet werden.

Ähnlich wie beim dampfbetriebenen Asteroidenabbau würde ein sich selbst replizierendes Raumschiff ISRU verwenden, um mehr Kopien von sich selbst herzustellen. Diese Kopien würden mehr Kopien zusammenstellen und so weiter.

Wie aus nachfolgenden Studien hervorgeht, könnten Entwicklungen in den Bereichen Robotik, Miniaturisierung und Nanotechnologie eines Tages einen völlig autarken Abbauprozess ermöglichen. 2012 und 2016 Eine geschlossene Lieferkette mit selbstreplizierenden Robotern könnte in nur wenigen Jahrzehnten geschaffen werden.

Sonnensystemkörper

Wie bereits erwähnt, gibt es allein im inneren Sonnensystem vielleicht mehr als 150 Millionen große Asteroiden. Astronomen haben jedoch mehrere im erdnahen Raum und im Haupt-Asteroidengürtel identifiziert, die reichlich Ressourcen liefern könnten.

Für den Anfang gibt es den Asteroiden 16 Psyche ein metallischer Körper, der im Haupt-Asteroidengürtel vorhanden ist. Aufgrund seiner Größe und Zusammensetzung - um 225 km im Durchmesser - dieser Körper wird von einigen als der verbleibende Kern eines Protoplaneten angesehen, der seine äußeren Schichten verloren hat.

Künstlerkonzept des Asteroiden 16 Psyche, eines möglichen Planetenkerns. Quelle : Maxar / ASU / P. Rubin / NASA / JPL-Caltech

Laut Radarbeobachtungen besteht der Asteroid wahrscheinlich hauptsächlich aus Metallen wie Eisen und Nickel. Neuere Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop enthüllte Oberflächenspektren, die mit reinem Eisen übereinstimmten.

Es wird jedoch geschätzt, dass dieser Körper auch große Mengen an Edelmetallen wie Gold und Platin enthält. Tatsächlich schätzten Finanzanalysten das Nettovermögen des Asteroiden auf 700 Billionen US-Dollar das sind 700, gefolgt von 18 Nullen!. Im Vergleich dazu wurde die gesamte Weltwirtschaft auf geschätzt. 142 Billionen US-Dollar im Jahr 2019.

Die NASA plant derzeit eine Mission auch benannt Psyche , um diesen Asteroiden mit einem Orbiter zu erkunden, dessen Start für 2022 geplant ist. Dieser Orbiter würde bis 2026 um Psyche eintreffen und ihn mit einem Imager, einem Magnetometer und einem Gammastrahlenspektrometer untersuchen, um mehr über seine Zusammensetzung zu erfahrenGeschichte.

Es gibt auch über 20.000 erdnahe Asteroiden und 100 kurzperiodische Kometen, die in nicht allzu ferner Zukunft geerntet werden könnten. Zum Beispiel gibt es Ryugu, einen erdnahen Asteroiden, der derzeit von Japan untersucht wird. Hayabusa2 Raumschiff .

Dieser Körper umkreist die Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 1,1896 AE etwas mehr als die Entfernung zwischen Erde und Sonne. Dieser Körper enthält schätzungsweise 83 Mrd. USD an Nickel, Eisen, Kobalt, Wasser, Stickstoff, Wasserstoff,und Ammoniak.

Es gibt auch Bennu eine NEA, die derzeit von der NASA untersucht wird OSIRIS-REx Raumschiff diese Mission beinhaltet eine Probenrückgabe zur Erde. Bennu umkreist die Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 1,1264 AE und kann Eisen, Wasserstoff, Ammoniak und Stickstoff im Wert von schätzungsweise 700 Mio. USD enthalten.

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Dann gibt es Didymos ein synchroner binärer Asteroid im Subkilometerbereich, der als potenziell gefährlicher Asteroid PHA gilt - dh er könnte möglicherweise irgendwann mit der Erde kollidieren. Er umkreist die Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 1,6446 AE und kann geschätzte 62 Mrd. USD enthaltenUSD in Nickel, Eisen und Kobalt.

An der Spitze der Charts steht die NEA Anteros der geschätzte 5,57 Billionen USD an Magnesiumsilikat, Aluminium und Eisensilikat enthalten könnte. Dieser Asteroid misst zwischen 1,25 bis 1,4 mi 2 zu 2,4 km im Durchmesser und umkreist die Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 1.4305 AU.

Es gibt auch 21 Lutetia, einen anomalen Asteroiden, der 120 × 100 km 75 × 62 Meilen misst und die Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 2,435 AE umkreist mehr als die doppelte Entfernung zwischen Erde und Sonneerster Asteroid vom Typ M, der von einem Raumschiff abgebildet wird.

Diese Bildgebung wurde von der Rosetta Sonde, die den Asteroiden am 10. Juli 2010 besuchte. Basierend auf den Messwerten Rosetta Es wird angenommen, dass dieser Asteroid aus metallreichem Gestein besteht.

Ein weiterer Asteroid vom Typ M, 216 Kleopatra, wurde über das Arecibo-Observatorium in Puerto Rico per Radar abgebildet. Dieser hambonförmige Asteroid hat zwei "Moonlets" und Maße. 135 × 58 × 50 Meilen 217 × 94 × 81 km und umkreist die Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 2.794 AE.

Jenseits des Hauptgürtels gibt es auch die beiden Asteroidenfamilien, die den Jupiter umkreisen - die Griechen und die Trojaner. 2006 Keck-Observatorium angekündigt, dass 617 Patroclus und andere trojanische Asteroiden wahrscheinlich sind ausgestorbene Kometen die größtenteils aus Wassereis bestehen.

Künstlerischer Eindruck von der Lucy-Mission der NASA zur Erforschung von Jupiters Trojaner. Quelle : NASA / SwRI

Außerdem könnten Kometen der Jupiter-Familie und möglicherweise sogar erdnahe Asteroiden, die ausgestorbene Kometen sind, ebenfalls Wasser liefern.

Anwaltschaft

Es gibt keinen Mangel an Menschen, die wollen, dass der Asteroidenabbau Realität wird. Nicht zuletzt sind dies Futuristen und Befürworter der Weltraumforschung sowie Industrielle und Risikokapitalgeber.

Eines der frühesten aufgezeichneten Beispiele für die Befürwortung des Asteroidenabbaus wurde von Peter Diamandis - der Gründer der X-Preis Wettbewerb, der Anreize bietet, um technische Entwicklungen zu fördern.

2008 sagte er voraus, dass der Asteroidenabbau der Weg der Zukunft sei, eine Behauptung, die er in seinem Buch von 2015 erweitert hat. Fett: Wie man groß wird, Wohlstand schafft und die Welt beeinflusst .

Ein weiterer Anwalt ist Scott Moore, der CEO des in Toronto ansässigen Unternehmens Euro Sun Mining. Kürzlich er sagte folgendes über die Zukunft des Bergbaus :

„Die 'Titans of Gold' kontrollieren jetzt Hunderte der am besten produzierenden Immobilien auf der ganzen Welt, aber die 4 bis 5 Millionen Unzen Gold, die sie jedes Jahr auf den Markt bringen, verblassen im Vergleich zu den Eroberungen im Weltraum.“

Dr. Phil Metzger, derzeit Planetologe an der University of Central Florida, arbeitete 30 Jahre lang für die NASA. Während dieser Zeit war er Mitbegründer eines Labors zur Entwicklung der Technologie für den Weltraumabbau und das interplanetare Leben - bekannt als Sumpf funktioniert . Wie er setzen Sie es :

„Das Sonnensystem kann eine milliardenfach größere Industrie unterstützen als wir auf der Erde. Wenn Sie zu weitaus größeren Zivilisationsskalen gehen, die über die Größenordnung eines Planeten hinausgehen, sind die Arten von Dingen, die die Zivilisation tun kann, unverständlichuns… Wir könnten gesunde Gesellschaften auf der ganzen Welt fördern und gleichzeitig die Umweltbelastung der Erde verringern. “

Jeff Bezos - der Gründer von Amazon und der Anbieter von Weltraumstarts Blauer Ursprung - hat auch angegeben um zu überleben, sollten Menschen die gesamte Schwerindustrie der Erde in den Weltraum verlagern :

"Die Energie ist hier begrenzt. Innerhalb weniger hundert Jahre müssen Sie die gesamte Landmasse der Erde in Solarzellen abdecken. Also, was werden Sie tun? Nun, ich denke, Sie werden es tunDu wirst in den Weltraum ziehen… unsere gesamte Schwerindustrie wird vom Planeten verlegt und die Erde wird in Wohngebiete und leichte Industriegebiete unterteilt. “

Sie haben auch Organisationen wie die B612 Foundation eine in Kalifornien ansässige gemeinnützige Organisation, die sich aus Wissenschaftlern, ehemaligen Astronauten und Ingenieuren der zusammensetzt. Institut für fortgeschrittene Studien IAS, die Southwest Research Institute SwRI, Stanford University, NASA, und die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Die Stiftung wurde 2002 gegründet, um die Planetenforschung voranzutreiben und Planetenverteidigung gegen Asteroiden und andere erdnahe Objekte NEOs. Ihre vorgeschlagenen kleine Teleskope würde sich auf synthetisches Tracking stützen, um potenziell gefährliche Asteroiden zu untersuchen, die dann in ihrem Katalog in den Katalog aufgenommen werden Asteroidenentscheidungsanalyse und Kartierung ADAM Projekt.

Diese Methode könnte nicht nur die Wissenschaft des Planetenschutzes vorantreiben, sondern auch dazu beitragen, die Prospektion von Asteroiden in naher Zukunft voranzutreiben.

Unterstützende Gesetzgebung

2015 unterzeichnete US-Präsident Barack Obama die US Commercial Space Launch Competitiveness Act CSLCA oder HR 2262 in das Gesetz. Der erklärte Zweck dieses Gesetzes war :

"Schaffung eines wachstumsfördernden Umfelds für die sich entwickelnde gewerbliche Raumfahrtindustrie durch Förderung von Investitionen des Privatsektors und Schaffung stabilerer und vorhersehbarer regulatorischer Bedingungen."

Künstlerische Darstellung von Astronauten, die auf der Mondoberfläche arbeiten. Bildnachweis : NASA

Im Wesentlichen wurde mit dem Gesetz ein Präzedenzfall geschaffen, in dem US-Unternehmen und Privatpersonen künftig Ressourcen besitzen und verkaufen durften, die sie aus Asteroiden und anderen astronomischen Körpern wie Mond, Mars und darüber hinaus gewonnen hatten.

Am 24. Mai 2018 unterzeichnete die Trump-Administration Weltraumrichtlinie-2 und eine Verordnung zur Vereinfachung des Rechtsrahmens zur "Förderung des Wirtschaftswachstums; Minimierung der Unsicherheit für Steuerzahler, Investoren und die Privatwirtschaft ... und Förderung der amerikanischen Führungsrolle im Weltraumhandel"

Es folgte eine weitere Ausführungsverordnung mit dem Titel " Executive Order zur Förderung der internationalen Unterstützung für die Wiederherstellung und Nutzung von Weltraumressourcen , ", das am 6. April 2020 verabschiedet wurde. Zu den wichtigsten Artikeln gehörte die Erklärung, dass :

"Amerikaner sollten das Recht haben, im Einklang mit den geltenden Gesetzen kommerzielle Erkundungen, Bergungen und die Nutzung von Ressourcen im Weltraum durchzuführen. Der Weltraum ist eine rechtlich und physisch einzigartige Domäne menschlicher Aktivitäten, und die Vereinigten Staaten sehen dies nichtDementsprechend ist es die Politik der Vereinigten Staaten, die internationale Unterstützung für die öffentliche und private Wiederherstellung und Nutzung von Ressourcen im Weltraum im Einklang mit dem geltenden Recht zu fördern. "

Diese Anordnung beendete Jahrzehnte rechtlicher Unklarheiten, die sich aus internationalen Verträgen ergaben, indem das Recht privater amerikanischer Interessen, Anspruch auf im Weltraum abgebaute oder geerntete Ressourcen zu erheben, offiziell anerkannt wurde.

Wer ist bereit für die Herausforderung?

Es gibt auch keinen Mangel an Unternehmen und Unternehmungen, die daran arbeiten, den Asteroidenabbau zu einem Teil der Wirtschaft der Erde zu machen. Die meisten wurden in den letzten Jahren von einer Kombination aus Befürwortern und Industriellen gegründet, von denen viele bereits in die kommerzielle Luft- und Raumfahrt investiert sind.

Einer der ersten, der auftauchte, war Planetenressourcen früher bekannt als Arkyd Astronautics . Dieses Unternehmen wurde im Januar 2009 von dem Futuristen Peter Diamandis, dem Unternehmer und Luft- und Raumfahrtingenieur Eric Anderson und dem ehemaligen NASA-Ingenieur Chris Lewicki gegründet.

2012 wurde das Unternehmen in Planetary Resources umbenannt und gab bekannt, dass es neue Unterstützer hat, darunter die Google-Mitbegründer Larry Page und Sergey Brin, der Filmemacher James Cameron, der frühere Microsoft Charles Simonyi und Ross Perot Jr. Sohn des ersterenPräsidentschaftskandidat.

Bis 2016 hatte das Unternehmen Startkapital in Höhe von 50 Mio. USD aufgenommen, von denen 21 Mio. USD von namhaften Investoren wie Eric Schmidt und James Cameron von Google stammten.

Das Unternehmen startete zwei Testsatelliten in die Umlaufbahn. Der erste war ein Technologiedemonstrator. Arkyd 3 Reflight A3R , der an die ISS gesendet wurde in April 2015 und von dort bis zum 16. Juli 2015 bereitgestellt. Arkyd 6 Ihr zweiter Demonstratorsatellit wurde am 11. Januar 2018 erfolgreich in die Umlaufbahn gebracht.

Im Oktober 2018 wurde das Unternehmensvermögen aufgrund finanzieller Probleme vom Blockchain-Software-Technologieunternehmen gekauft. ConsenSys . Bis Mai / Juni 2020 hat ConsenSys das gesamte geistige Eigentum von Planetary Resources gemeinfrei gemacht und alle verbleibenden Hardware-Assets entfernt.

Deep Space Industries :

Deep Space Industries DSI wurde 2013 von einer Gruppe von Unternehmern und Wissenschaftlern gegründet, zu denen Unternehmer und Investoren Rick N. Tumlinson und David Gump gehörten. Zu ihnen gesellten sich John C. Mankins, ein ehemaliger NASA-Ingenieur, und Bryan Versteeg -ein Konzeptkünstler und Architekt.

Künstlerkonzept eines Asteroid Redirect Mission ARM -Konzepts. Quelle : NASA

Zwischen 2013 und 2018 sammelte das Unternehmen 3,5 Millionen US-Dollar, die durch einige Regierungsaufträge ergänzt wurden. Dennoch gelang es ihnen, eine Reihe kostensparender Weltraumtechnologien zu erforschen und einen konzeptionellen Rahmen für eine Flotte von Raumfahrzeugen zu entwickeln.

Am 1. Januar 2019 wurde das Unternehmen von übernommen Bradford Space, Inc. ein multinationales Luft- und Raumfahrtunternehmen, das sich der Erforschung des Weltraums, Antrieben auf Wasserbasis, Raumstationsanlagen und Lageregelungssystemen widmet.

Trans Astronautica Corporation :

auch bekannt als TransAstra Das in Houston ansässige Unternehmen wurde 2015 mit dem Ziel gegründet, " Bau der „transkontinentalen Eisenbahn des Weltraums“, um das Sonnensystem für die Menschheit zu öffnen. "

Im April 2019 erhielt das Unternehmen Phase-III-Entwicklungsfinanzierung von der NASA Innovative Fortgeschrittene Konzepte NIAC Programm für ihre Mini Bee Konzept. Dieser kleine Bergmann ist im Wesentlichen eine Demonstrationstechnologie für die spätere Schaffung einer Familie von Flugsystemen, bekannt als In-situ-Versorgung mit Asteroiden Apis.

Diese reichen von der experimentellen Mini Bee mit einem Gewicht von 250 kg bis zu den größeren Honey Bee und Queen Bee, mit denen Asteroiden gemessen werden können. 10 und 40 m im Durchmesser

Die Mini Bee nutzt eine Reihe innovativer Technologien wie optisches Mining und Resource Harvesting auch bekannt als Laser Mining, Solarreflektoren und ein Asteroiden-Rückhaltesystem, das dem ähnelt, das für die jetzt abgebrochene NASA vorgeschlagen wurde. Asteroid Redirect Mission ARM.

Wie bei anderen Arpis-Konzepten erfordert das Mini Bee-Design eine wasserbasierte Omnivore Solarthermie-Triebwerk um den Antrieb zu gewährleisten. Wie der WINE-Motor stützt sich diese Technologie auf Wassereis und andere flüchtige Verbindungen, die von Asteroiden als Treibmittelquelle gewonnen werden.

Respekt vor der 'Wildnis'

In einem kürzlich erschienenen Artikel mit dem Titel „ Wie viel vom Sonnensystem sollten wir als Wildnis verlassen? " Dr. Martin Elvis und Dr. Tony Milligan untersuchten, wie Überbevölkerung und Klimawandel die dringendsten existenziellen Bedrohungen der Menschheit sind und den Haupttreiber für Ideen wie den Asteroidenabbau darstellen.

Dr. Elvis ist der leitende Astrophysiker an der Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik CfA, Dr. Milligan ist Dozent für Ethik und Religionsphilosophie bei King's College London .

Unter Berücksichtigung der letzten Jahrhunderte der Menschheitsgeschichte empfiehlt das Paar, jetzt Grenzen zu setzen, bevor das exponentielle Wachstum unser Sonnensystem seiner Ressourcen beraubt.

Seit Beginn der industriellen Revolution im 18. Jahrhundert ernsthafte Ausbeutung natürlicher Ressourcen und Bevölkerung sind zusammen gewachsen. Tatsächlich hat sich die Weltbevölkerung zwischen 1800 und 2000 sechsmal vervielfacht und ist von 1 Milliarde auf 6 Milliarden gestiegen.

Globaler Energieverbrauch visualisiert. Quelle : ourworldindata.org

Dies war die größte Bevölkerungsexplosion in der Geschichte, aber die Steigerungsrate beschleunigte sich einige Zeit weiter. Wo es 120 Jahre dauerte, bis die Erdbevölkerung von 1 auf 2 Milliarden zwischen 1800 und 1920 stieg, dauerte es nur 33 Jahre, bis sie 3 Milliarden erreichte bis 1960.

1975 erreichte die Erdbevölkerung 4 Milliarden; 1987 und 1999 waren es 5 bzw. 6 Milliarden. Bis 2011 erreichte die Weltbevölkerung 7 Milliarden, und bis 2017 kamen weitere 500 Millionen Menschen hinzuDas ist richtig, und die Rate steigt weiter an, obwohl die jüngsten Schätzungen darauf hindeuten, dass das Wachstum der Weltbevölkerung um 2100 aufhören und dann abnehmen wird.

Gleiches gilt für den Verbrauch. Betrachten Energieverbrauch Allein die Menschheit stieg von einem weltweiten Verbrauch von etwa 5650 Terawattstunden TWh im Jahr 1800 auf über 150.000 TWh im Jahr 2017.

Während sich unsere Bevölkerung um das Siebenfache erhöhte, stieg der Energieverbrauch um das Dreißigfache. Hier sehen wir einen weiteren exponentiellen Trend, bei dem der Ressourcenverbrauch auf eine Weise gestiegen ist, die das Bevölkerungswachstum bei weitem übertrifft.

Darüber hinaus wird geschätzt, dass die Erdbevölkerung bis 2050 9,7 Milliarden erreichen wird und bis 2100 einen Höchststand von fast 11 Milliarden erreichen könnte. Dies wird zu einem Zeitpunkt geschehen, an dem der Klimawandel genau die Systeme verursacht, von denen wir abhängig sind, um sie zu ernähren und zu beherbergen, kleiden uns und erhalten uns zu drastischen Veränderungen.

Während es für unser Überleben notwendig sein kann, außerhalb der Welt nach neuen Ressourcen zu suchen, könnte dies auch einfach die Last der Ressourcenabhängigkeit auf eine größere Umgebung verlagern.

Astronauten erkunden in der Nähe eines Mondkraters. Quelle : NASA

Es könnte daher eine gute Idee sein, alle Behauptungen von "unerschöpflichen Ressourcen" mit einem Körnchen Salz zu nehmen und einen großen Teil des Sonnensystems als "tabu" für die kommerzielle Entwicklung zu betrachten.

Können / sollen wir das tun?

Der RAP-Bericht der NASA legte nicht nur die notwendigen Schritte dar, die unternommen werden müssten, sondern bot auch einige interessante Schlussfolgerungen hinsichtlich der Lebensfähigkeit bestimmter Bergbautypen. Wenn es um die wirtschaftliche Machbarkeit des gesamten Unternehmens geht, die Autoren abgeschlossen :

"Es gibt kein wirtschaftlich tragfähiges Szenario, das ausschließlich von der Rückgabe von Asteroidenressourcen an LEO oder die Erdoberfläche abhängt. Um wirtschaftlich machbar zu sein, wird der Asteroidenabbau vorwiegend von Kunden im Weltraum abhängen, die Teil der Weltraumindustrie sindWirtschaft und Infrastruktur. "

Kurz gesagt, bis zu dem Tag, an dem LEO und Deep-Space kommerzialisiert werden können, ist es nicht sinnvoll, außerhalb der Welt nach wichtigen Ressourcen zu suchen, die zu Hause billiger geerntet werden können. Der Bericht jedoch auch bestimmt dass auf lange Sicht die Ernte von Mineralien und Eis von Asteroiden wirtschaftlich sinnvoll ist.

Zum Beispiel würde nicht nur die Schaffung einer Weltrauminfrastruktur vom Abbau von Elementen wie Platin profitieren. Aluminium, Eisen, Nickel und Mangan, es wäre auch billiger für Lebensräume und Einrichtungen im Weltraum, ihr Wasser von lokalen Asteroiden anstatt von der Erde zu beziehen :

"Eine Berechnung erster Ordnung der Kosten für die Rückführung von Wasser von einem erdnahen Asteroiden zu einer Bereitstellungsbasis bei EML1 ergibt Kosten von 5.205 USD pro Kilogramm, was im Vergleich zu den Kosten von 12.295 USD für die Lieferung von Wasser von der Erde mit einem Falken recht günstig istSchwer. Sobald alle anfänglichen Kosten für die Gründung des Asteroiden-Bergbauunternehmens eingestellt wurden und die Kosten für das zurückgegebene Wasser ausschließlich auf den Betriebskosten des Asteroiden-Bergbaus basieren können, könnten diese Kosten auf 1.733 USD pro Kilogramm fallen. Es gibt verschiedene Techniken, die existierenkönnte diese Kosten um den Faktor zwei oder mehr senken. "

Diese Empfehlungen befassen sich mit einem weiteren wichtigen Thema, nämlich den Auswirkungen, die der Zustrom all dieser Ressourcen auf die Wirtschaft der Erde haben würde. Durch die Erschließung von Ressourcen, die weitaus häufiger vorkommen als zu Hause, kann die Menschheit ihre derzeitigen Wirtschaftsmodelle übertreffen.

Solange Menschen Handel und Gewerbe betrieben haben, war Knappheit ein entscheidendes Element. Durch die reichlichen Quellen notwendiger Ressourcen könnte die Menschheit effektiv zu einer Art nach der Knappheit werden. Gleichzeitig sollte das Angebot plötzlich die Nachfrage übersteigendann wird der Wert dieser Ressourcen erheblich sinken, und der gesamte Wohlstand, der mit ihnen gemessen wird, wird ebenfalls leiden.

Als solches ist es viel wahrscheinlicher, dass der Asteroidenabbau - anstatt ein Retter der Erdwirtschaft zu sein - eines der Mittel ist, mit denen sich die Menschheit in den Weltraum ausdehnt. Die Rettung des Planeten Erde könnte als Ergebnis sehr gut geschehen, aber nur inauf lange Sicht.

In der Zwischenzeit müssen wir noch Lösungen für die Probleme Überbevölkerung, Hunger, Ressourcenverknappung und Klimawandel finden, bei denen Nachhaltigkeit und grüne Technologien im Vordergrund stehen.

Zwischen wachsender Nachfrage, der Gefahr des Klimawandels und der möglichen Notwendigkeit, außerhalb der Welt nach dem Überleben des Menschen zu suchen, kann der Asteroidenabbau unvermeidlich sein. Mit anderen Worten, es geht nicht um "können wir" oder "können wir".sollten wir "aber" wann werden wir? "

In dieser Hinsicht könnte der Asteroidenabbau parallel zu den Bemühungen zur Erforschung des menschlichen Weltraums und zur Besiedlung außerhalb der Welt verlaufen. In einigen Jahrhunderten wäre es nicht weit hergeholt, dass menschliche Siedlungen und die menschliche Industrie vom inneren Sonnensystem bis zum Kuiper reichen werdenGürtel.

Dazu gehört eine riesige Infrastruktur, die sich der Ernte von Metallen und Eis bis hin zu Wasserstoff und Helium-3 aus Gesteinen, Monden und Planetenkörpern widmet.

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